粉磨机设计

本文着重说明了葛根粉磨机整体结构的设计过程，包括原理方案设计，传动方案粉磨机构进出料装置等的设计以及主要部件的结构设计，并对部分设计结果进行校核。通过带轮传动，电动机驱动带轮转动，通过带传动使主轴转动，葛根片从进料斗进料，经过刀片将其切碎，然后由高速旋转的锤体将其粉碎，经滤网过滤后由出料口渗出。粉磨机构由锤体锤体架筛网及筛网架组成，高速旋转的锤体粒状葛根粉碎成颗粒，再经过筛网进行筛选，直到粉碎的颗粒大小达到筛网孔大小的要求。

目前，木质物料粉磨机按工作原理可分为盘式切碎加锤片粉磨和鼓式切碎加锤片粉磨，也有直接由粉碎锤粉磨的三种结构形式。

世纪以来，我国加工行业较改革开放初期有了很大的发展，磨粉机设备历来都是我国机械业中的一项重要设备，随着近几年的环保产业的不断推进，磨粉机设备也不断朝着环保节能的方向而发展。说起磨粉机恐怕大多数人的脑海中都比较直接的将粉磨机设计和工业生产的矿石作料结合在一起，事实上，中药磨粉机在制药领域的重要性并不亚于工业生产中的磨粉机设备，并且在近几年可谓是发展迅速。因此在未来几年内中药磨粉机企业为了更好的发展以及迎合市场的需求，将会朝着环保机械大型化迎合市场需求技术革新等方向发展。中药粉磨加工机械有一个动力部分，一个与其固定在一起或者根据操作的需要可以拆卸的工作部分与若有此必要的附配件所组成。课题来源及意义通过指导老师老师介绍，到邵阳市农业机械研究所参与一个药物加工机械设备的改进与设计，并结合生产实际作为这次毕业设计的来源。工程振动问题是近代物理学和科学技术众多领域中的重要课题“随着生产技术的发展，动力结构有向大型化连续化高速化复杂化和轻量化发展的趋势，由此而带来的工程振动问题更为突出”大多数情况下，机械振动是有害的“振动不仅会破坏机器的正常工作，加快零部件失效，降低机器设备的使用寿命和效率，甚至导致机器部件损坏而产生事故”。

因此，必须将机器设备的振动量控制在其允许的范围之内“锤片式粉磨机”是目前药物工业中应用最广泛的一种粉磨机机型，粉磨机设计主要利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的冲击和摩擦来达到对物料粉磨的目的，具有结构简单通用性好适应性强生产率高的特点。锤片式粉碎机是转子在高速旋转工况下工作的机械，如其他高速旋转机械一样，既存在静态不平衡问题，也存在旋转工况下的动态不平衡问题，这不可避免地要在工作中产生振动和噪声，从而对粉磨机的安装基础自身结构使用性能（能耗效率）及工作环境带来不利影明叫。因此，锤片式粉磨机的设计制造过程与其粉磨机设计旋转机械一样，需要对转子进行静动平衡校验，研究转子的临界转速不平衡响应等动态特性，从结构参数加工工艺和工作条件上改善转子的工作情况，减小振动。现在随着人们对保健品的需求的加大，纯粹的人工生产已经难以满足人们的需求，这次我所要设计的葛根粉磨机也是一种实用性十分强的产品，特别和以往人工粉磨葛根相比，此设计更具有安全可靠，效率高，操作简单，可以满足大批量粉磨的需求等特点。该机型尽管优点较多，如适应性广工作可靠结构简单价格便宜制造维修方便等，但其缺点也比较突出，这是能量消耗大生产率不高的问题。造成该问题的原因主要是：该机型的排放效率低于其粉磨效率；粉磨机设计还有粉磨室内的气物环流层，使细物料不能及时排出，导致重复而无效的过度粉碎。

国内外对锤片式粉磨机的研究主要集中在，诸如转子直径粉碎室宽度锤片末端线速度锤体及筛网的间隙锤片数量锤片厚度锤片排列方式以及吸风量等因素对粉磨机工作效率的影响上，其研究目的多在于提高粉磨效率，节能降耗“但对锤片式粉碎机的动态特性及其影响因素的研究则相对较少，关于锤片式粉碎机结构动态优化设计的研究则几乎空白”。碎段随转子高速旋转从而在离心力作用下均匀的进入圆筒型粉碎室的四周，受到在高速旋转安装在轴上的锤体架上锤体的冲击作用，物料与锤体的工作棱角及锤体发生剧烈的搓擦剪切撞击而逐渐细碎，达到所需要的葛根粉末加工要求。

机体上部为圆柱形，内有粉磨室，外有操作门,侧面进料口上可装供料装置，内部进料口装有刀片；机体下部为圆柱形，过筛网的物料通过其下部排料口由排料装置送往下工序。排料装置中无需配备辅助吸风系统，这样，既省去这部分的设备投资和电耗，又解决了因吸风系统故障而产生的粉磨效率低下的问题，且减少了粉碎物料的水分损失。粉磨机工作时，该机构将筛框压靠在机体上,将转子包围，形成粉磨室，相应的安全装置可保证工作时筛框无法落下。筛网磨损需更换时，可停机卸下上箱体，取出筛网架，松开压紧机构，取出筛网，并迅速换上备用的新筛网，重新定位压紧后，装上上箱体，可开机工作。

需粉磨的物料从粉磨室侧部进料口落下时，先经过刀片切碎，其运动轨迹正好与旋转刀片的运动轨迹垂直相交，从而也与高速旋转的锤体的运动轨迹垂直相交，因而，物料击中率较高。由于物料与锤体两者之间的速度相差很大，在锤体冲击作用下，物料颗粒内部迅速产生向四方传播的应力波，并在内部缺隐裂纹晶粒界面等处产生应力集中，物料将首先沿着这些脆弱界面粉碎，大部分物料得到了粉磨或半粉磨，粉磨合格的细物料迅速通过周围°范围内的筛孔排出粉磨室。首先是由于采用了°环形筛网的结构而加大了筛理面积；其次是由于重力作用，°环形筛网的垂直筛面上粘附物料少，筛孔通过能力强，促进细物料排出，有效地提高了粉磨室的筛落能力。这首先是由于转子锤体带来的末端线速度的差异，由于锤片末端筛网之间的间隙较大，在筛面的摩擦作用和气流作用下，以及不再受锤片推动力的影响，间隙内的环流层速度迅速降低，形成上下两层环流层的速度差异，造成上下环流层相互之间的干扰破坏作用，改善了粉磨室内的气流状态，这不仅有利于负压自吸进料和正压向外排料，而且有利于降低环流层速度，干扰破坏整个粉磨室内的环流层。

带传动具有结构简单传动平稳噪音小能缓冲吸振可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉不需润滑维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。带传动的功率损失有：滑动损失摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动，导致带与从动轮的速度损失。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑（如用椭圆轮辐）或用辐板以减小风阻。

现将本次葛根粉磨机的主要部件说明如下：机架部分机架部分采用角钢槽钢等型材焊接而成，由于型材的使用使机架的结构简单而且造价较低，由于存在焊接变形及焊接应力的存在，故机架上的装配孔都采用焊合后配钻。

电机及带传动部分电机及带传动部分安装在机架底部，带传动底座采用槽钢焊合，同时使用标准轴承座，电机采用三相异步电动机。进料部分进料部分由进料斗进料下壁进料下衬及进料控制板组成，进料斗是由四块相同的钢板焊接而成，进料下壁和进料下衬都是铸造的，葛根片在进料斗里，通过进料下壁，控制板对进料的速度进行控制，通过进料下壁进料。刀片部分刀片部分是电机传动过来的高速回转运动，以实现刀具的切碎运动，由于进料斗的进料，高速回转的刀片将片状的葛根切碎成粒状，再进入型腔。其刀片通过键固和螺栓定在轴上，其轴上的螺纹为反旋（防止螺栓在轴高速旋转的时候松动，使刀片滑动，引起事故）。

筛网以及锤体部分粉磨装置由刀片锤体锤体架及筛网组成，葛根由进料斗进料，首先刀片将其切碎，然后由锤体进行打碎，经过滤网从出料口渗出。???c??i??d：机械传动轴承损失总效率?c为轴承效率，；?d为V带效率，；故???c??i??d=2?2?pw?F?V????kwF为切断力，N；V为锤体速度，m/s；PW为电机功率，kw。从上所知，电机选Y系列电机YM-额定功率其同步转速为满载转速为kwr/min，160r/min。各级带传动传动比分配由选定电动机的额定转速nm和刀具及输送带驱动轴的转速nw可得传动装置的总传动比i?nm/nw对于多级传动i??i?i?i??????in?计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷。计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。注意问题带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查粉磨机设计与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与轴承座尺寸是否协调。

硬度-HBS,抗拉强度极限?b?MPa,屈服强度极限?s?MPa，弯曲疲劳极限???MPa,许用弯曲应力??-??MPa。

初定轴段X的直径dX?mm，带轮轮毂的宽度为（~）dX?~mm，结合带轮结构L带轮?~mm,取带轮轮毂的宽度L带轮?mm，则轴段VI的长度略长于轮毂孔宽度LX?mm,带轮采用平键及固定螺栓定位。②轴段IX的设计第IX段轴为滚动轴承，轴承用轴肩定位，同时考虑到轴承的标准尺寸，故取IX段的直径dIX?mm，由于安装尺寸的限制轴段X的长度LIX?mm。③轴段VIII的设计轴承用轴肩定位，取轴肩高度h?~d，同时考虑到尺寸标准化，故取VIII段的直径dVIII?mm，由于安装尺寸的限制轴段V的长度LVIII?mm。